Đặt vấn đề Khí hậu cận nhiệt đới ẩm và địa hình núi non hiểm trở của mình thì Hà Giang rất phù hợp cho các loại cây ăn quả, cây dược liệu phát triển. Những năm gần đây, các loại cây dược liệu rất được nhà nước quan tâm phát triển, tăng cả về diện tích, sản lượng và giá trị. Gừng ta được biết đến như một gia vị, bên cạnh đó gừng hay còn gọi là Khương, là một vị thuốc quý được sử dụng rộng rãi trong dân gian từ xưa. Cây Gừng ta rất dễ trồng, có thể bắt gặp mọc hoang ở ở khắp nơi trong rừng, nơi đất ẩm ướt, ở bìa rừng hay dọc theo ven suối nơi đất núi rậm rạp và có công dụng phòng và chữa các bệnh thường gặp như chống viêm, chống oxy hóa, thanh nhiệt, giảm đau và có tính kháng khuẩn.
Tinh dầu Gừng ta có các hợp chất bay hơi và chất tan tạo ra mùi hương đặc trưng và vị cay của, đây có thể coi là chất kháng sinh trong tự nhiên, ức chế nhiều loại vi khuẩn giúp điều trị một số trường hợp ho, viêm họng, cảm cúm,. Hiện nay trên thị trường, có một vài sản phẩm như viên ngậm, trà gừng được chế biến từ gừng ta, tuy nhiên, số các sản phẩm chưa nhiều cũng như chưa được mọi người sử dụng nhiều hoặc chỉ là thành phần phụ. Dù rất có lợi cho sức khỏe của con người cũng như giúp phát triển kinh tế; nhưng hiện nay sản lượng gừng ta còn thấp, do mới chỉ trồng với quy mô tự phát, hộ gia đình nhỏ lẻ, thu hái từ tự nhiên. Bên cạnh đó các sản phẩm trên thị trường vẫn chưa có tính đa dạng.
Các quy trình sản xuất tinh dầu chưa được tối ưu hóa. Từ các vấn đề trên, tôi đề xuất thực hiện đề tài: “Nghiên cứu quy trình tách chiết tinh dầu gừng ta hà giang và phát triển sản phẩm dầu xoa bóp” nhằm tối ưu hóa quy trình sản xuất, chế biến tinh dầu để đạt hiệu suất thu hồi tốt nhất, quy trình sản xuất khép kín, thân thiện với môi trường và đa dạng hóa các sản phẩm từ tinh dầu và củ Gừng ta Hà Giang. Từ đó góp phần tạo ra thêm công việc cho các địa 2 phương đang trồng và mở rộng ra các khu vực mới thích hợp cho việc bảo tồn và phát triển các sản phẩm mới từ Gừng ta Hà Giang. Mục tiêu của đề tài 1.
Mục tiêu tổng quát Nghiên cứu công nghệ sản xuất, chế biến tinh dầu và sản phẩm từ Gừng ta Hà Giang. Mục tiêu cụ thể Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất và chế biến tinh dầu gừng ta Hà Giang - Nghiên cứu tối ưu hóa các điều kiện trong quy trình sản xuất và chế biến tinh dầu gừng ta Hà Giang bao gồm 2 giai đoạn: + Nghiên cứu thời điểm thích hợp để sơ chế và bảo quản khô. + Nghiên cứu thời gian nghiền nguyên liệu trong quy trình sản xuất và chế biến tinh dầu. + Nghiên cứu tối ưu hóa tỷ lệ nước/nguyên liệu trong quy trình sản xuất và chế biến tinh dầu.
+ Nghiên cứu tối ưu hóa nồng độ muối (NaCl) thêm vào trong quy trình sản xuất và chế biến tinh dầu. + Nghiên cứu tối ưu hóa thời gian chưng cất trong quy trình chiết xuất tinh dầu. - Xây dựng quy trình sản xuất và chế biến tinh dầu quy mô nhỏ. Phát triển sản phẩm từ tinh dầu gừng ta Hà Giang - Xây dụng quy trình sản xuất dầu xoa bóp từ tinh dầu gừng ta Hà Giang.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 1. Ý nghĩa khoa học của đề tài Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ cung cấp các dữ liệu khoa học mới về việc nghiên cứu tối ưu hóa các điều kiện chiết xuất tinh dầu và sản xuất các sản phẩm từ gừng ta Hà Giang, tạo tiền đề cho các nghiên cứu sau này. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài - Giúp sinh viên nâng cao kinh nghiệm và kỹ năng trong việc thực hành nghiên cứu khoa học, củng cố lại kiến thức lí thuyết, ứng dụng vào thực tế để từ đó hoàn thiện hơn bản thân. - Từ kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp một phần công sức vào việc nghiên cứu quy trình sản xuất ra các loại sản phẩm mang lại lợi ích về mặt sức khỏe cho cộng đồng cũng như giá trị về mặt kinh tế cho vùng sản xuất nguyên liệu góp phần nâng cao đời sống cho người dân địa phương.
4 Phần 2 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 2. Cơ sở khoa học của đề tài 2. Tổng quan về Gừng ta 2. Nguồn gốc Gừng ta Zingiber officinale là cây thuốc dân tộc nổi tiếng từ lâu đời được cha ông ta sử dụng, không những ở nước ta mà các nước thuộc khu vực Đông Nam Á như Thái Lan, Lào,.
cũng như nhiều nước trên thế giới nơi mà nó được biết đến trong làm cảng, thực phẩm. Đặc điểm thực vật a) Khái quát Tên khoa học: Zingiber officinal. Tên Việt Nam: Sinh Khương, cọ khinh ( Thái), sung ( Dao).[4], b) Mô tả thực vật Cây thường cao khoảng từ 0,6-1m. Sống lâu năm, thân rễ, nạc, mọc bò ngang, phân nhiều nhánh.
Lá mọc so le thành hai dãy, hình mác thuôn, thắt lại ở gốc, đầu nhọn, không có cuống lá, bẹ nhẵn, lưỡi bẹ nhỏ dạng màng, hai mặt nhẵn, mặt trên màu lục sẫm bóng, mặt dưới nhạt, có chiều dài từ 15-20 cm, rộng 2cm. [4] Cụm hoa dài 5cm, mọc từ gốc trên một cán dài 20 cm, lá bắc hình trái xoan có màu lục nhạt mét viền có màu vàng. Toàn bộ cây khi ăn có vị cay nóng, mùi thơm, đặc biệt là phần thân rễ. Cây thường cho hoa vào tháng 5-8.
Phân bố sinh thái Zingiber officinale là một loài thân củ lâu năm. Ta thường có thể bắt gặp ở vùng núi, đồng bằng, ngoài các hải đảo, trong tự nhiên thường ở những nơi ẩm ướt như bờ suốt, vùng đất hoặc sườn núi thấp. Loài này sinh sản vô tính nhờ các mảnh thân rễ. Tác dụng dược lý Trong y học cổ truyền dân gian, gừng được biết đến với nhiều công dụng khác nhau của từng phần cây, mỗi phần có công dụng khác nhau trong những bài thuốc khác nhau được truyền qua các thế hệ.
Thân rễ tươi hay còn được gọi là Sinh khương, được biết đến rộng rãi khi có vị cay, tính hơi ôn và có mùi thơm với biểu hiện điều trị tiêu chảy, sốt, đầy hơi, co thắt dạ dày, dị ứng, tiêu viêm, trị giun do lạnh bụng. Can khương là thân rễ khi đã được phơi khô, được sử dụng điều trị nhiễm trùng tai, hồi dương thông mạch, cầm máu. Khương bì là phần vỏ của củ gừng, vị cay tính mát, sử dụng trong điều trị phù nước. Suy ra những tác dụng dược lý của gừng có thể liệt kê như: Hạ nhiệt, giảm đau, giảm ho, chống co thắt, chống nôn, chống loét đường tiêu hóa, kích thích tiết nước bọt, chống viêm.
Tổng quan về tinh dầu 2. Khái niệm tinh dầu Là những chất có mùi hay chất thơm, dễ bay hơi có trong một số bộ phận của thực vật ( củ, quả , vỏ.) hay động vật có túi tinh. Các thực vật có tinh dầu khoảng 3000 loài, trong số đó có 150-200 loài có nồng độ tinh dầu khác nhau thay đổi từ phần triệu đến phần trăm và ý nghĩa trong sản xuất công nghiệp [5]. Phần lớn các loài thực vật có tinh dầu thuộc họ hoa tán, hoa cúc, họ gừng, họ cam.
Và được chiết suất từ bộ phận như lá, quả, vỏ, rễ, củ,. Chất lượng, năng suất tinh dầu thu hồi được phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau từ giống, di truyền, thời tiết, thời gian,. Tính chất của tinh dầu Tính chất chung của tinh dầu: Tinh dầu là hỗn hợp của các chất hữu cơ, ở nhiệt độ thường thường ở thể lỏng, dễ bay hơi và có mùi đặc trưng. Nhiệt độ sôi thường từ 100oC – 200oC.
Thông thường tinh dầu không màu hoặc có màu vàng nhạt, trừ một số ít có màu do trong quá trình chiết suất các hợp chất có màu được lôi kéo theo tinh dầu và hơi nước ( ví dụ như quế, tràm. khối lượng riêng thường nhỏ hơn 1 trừ một vài tinh dầu của quế, hương nhu, đinh hương [5],. Thành phần hóa học chủ yếu là các hợp chất Terpenoid (tức các hydrocarbon không no) do đó mà các chất này thường dễ bị thủy phân ở môi trường nhiệt độ cao, cũng như dễ biến đổi thành các hợp chất khác khi tiếp xúc với ánh sáng. Vì vậy, tinh dầu thường để trong những lọ sẫm màu, miệng nhỏ và đậy nút kỹ.
Thành phần và hàm lượng tinh dầu của thực vật luôn thay đổi theo quá trình sinh trưởng và phát triển của cây cũng như các yếu tố ngoại cảnh ảnh hưởng đến cây. Những bộ phận khác nhau của cây thì có hàm lượng tinh dầu khác nhau. Phân loại các thành phần có trong tinh dầu Phân loại theo hàm lượng : - Thành phần chính: là thành phần có hàm lượng trên 1% trong toàn bộ tinh dầu. Là tiêu chuẩn chủ yếu để so sánh cũng như đánh giá chất lượng tinh dầu.
- Thành phần phụ: là thành phần có hàm lượng từ 0,1-1%. - Thành phần vết: là có hàm lượng không quá 0,1%. Phân loại theo tính chất vật lý: Dựa vào tính chất vật lý của các chất có trong tinh dầu thì được phân làm hai nhóm chính : - Nhóm thành phần dễ bay hơi: 90 - 95% tổng lượng tinh dầu. - Nhóm còn lại: gồm các hợp chất ít bay hơi chiếm 1 - 10%.
Phân loại theo cấu tạo phân tử: Tinh dầu được xếp vào 4 loại: 7 - Có các hợp chất Aliphatic giúp tinh dầu có mùi hương dịu ngọt (dâu tằm, táo, cam quýt,. - Có các Terpen và những chất dẫn của chúng (như lá xả, bặc hà. - Có các dẫn chất có nhân thơm ( như quế, hương nhu,. - Có thành phần pha tạp ( tỏi ).
Các phương pháp chiết xuất tinh dầu Các phương pháp ly trích tinh dầu đều dựa vào các đặc tính sau của tinh dầu: - Dễ bay hơi. - Lôi cuốn theo hơi nước ở nhiệt độ dưới 100oC. - Dễ dàng hòa tan trong dung môi hữu cơ. - Dễ bị hấp thu khi ở thể khí.
Trong đó có 4 phương pháp thường hay được áp dụng để trích ly tinh dầu thực vật: a) Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước: Áp dụng theo phương thức thẩm thấu, khuếch tán, hòa tan và lôi quấn tinh dầu theo hơi nước khi các mô của tế bào thực vật tiếp xúc với hơi nước có nhiệt độ cao. Phương pháp này thường được sử dụng để tách chiết các tinh dầu không dễ bị thủy phân, những nguyên liệu xốp, rời rạc.